 |
Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов
|
|
|
|
Материалы для строительных металлических конструкций.
Металлические строительные конструкции изготовляют в основном из сталей или алюминиевых сплавов. Значительно реже из чугуна. Использование материалов из алюминия и цветных металлов ограничено в связи с их высокой стоимостью.(Строительные материалы из чугуна – опорные части колонн, тюбинги – укрепляющие своды тоннелей, трубы, радиаторы, санитарно-технические изделия. Перечень материалов ограничен, т.к чугун обладает существенными недостатками – высокой плотностью и хрупкостью. Чугун хорошо работает на сжатие и обладает высокой коррозионной стойкостью, однако малая прочность при растяжении, хрупкость материала и плохая свариваемость привели к тому, что в настоящее время чугун практически не применяется для строительных конструкций. Чугунные конструкции можно встретить в зданиях и сооружениях, построенных в XIX и XX вв. В настоящее время из чугуна делаются тюбинги метро. Применяется чугун иногда в литых деталях опор тяжелых конструкций. Весьма редко в современном строительстве используют архитектурно- художественные детали, полученные способ литья из чугуна: детали оград, решёток, кронштейнов, фонарей и др. Наиболее распространены в строительстве материалы из стали. Профили применяют различного сечения, полученные способом проката. Заметно снижается масса ряда металлических конструкций, повышаются их прочность и надёжность при внедрении гнутых профилей, сортамент которых достаточно разнообразен: двутавры, швеллеры, равнополочные уголки, листовая сталь. Листовую сталь изготавливают с плоской, волнистой и рифлёной поверхностью)
Предпосылки и области применения МК.
|
|
|
Области применения: Промышленные здания;
Ø Большепролетные покрытия зданий;
Ø Мосты и эстакады;
Ø Листовые конструкции
Ø Башни и мачты;
Ø Каркасы многоэтажных зданий;
Ø Крановые и другие подвижные конструкции;
Ø Прочие конструкции (по использованию атомной энергии, радиотелескопы, стационарные платформы для разведки и добычи нефти в море и др.).
Основные требования, предъявляемые к металлическим конструкциям
1. Условия эксплуатации.
2. Экономия металла (высокая стоимость).
3. Транспортабельность (перевозка по частям или целиком с применением соответствующих транспортных средств).
4. Технологичность – использование современных технологических приемов, обеспечивающих снижение трудоемкости.
5. Скоростной монтаж. Сборка в наименьшие сроки.
6. Долговечность – определяется сроками физического и морального износа.
7. Эстетичность. Конструкция должна обладать гармоничными формами. Основным принципом проектирования является достижение трех главных показателей: экономии стали, повышение производительности труда при изготовлении, снижение трудоемкости и сроков монтажа, которые определяют стоимость конструкции.
Свойства и работа строительных сталей и алюминиевых сплавов
Для строительных металлических конструкций используется в основном малоуглеродистая сталь, реже высокоуглеродистая сталь и алюминиевые сплавы. В некоторых видах элементов конструкций, где требуется высокая износоустойчивость при работе на сжатие также используется чугун. Сталь обладает почти идеальным комплексом свойств для использования в строительных конструкциях: сочетание прочности и пластичности, хорошая свариваемость, однородность механических свойств.. Наиболее важными для работы являются механические свойства: прочность, упругость, пластичность, склонность к упругому разрушению, ползучесть, твердость, а также свариваемость, коррозионная стойкость, склонность к старению и технологичность. К достоинствам алюминиевых сплавов относятся малая плотность (почти в 3 раза меньше, чем у стали) при относительно высокой прочности, повышенная стойкость против коррозии, сохранение высоких упругопластических свойств при низких температурах. Однако низкий модуль упругости приводит к повышенной деформативности алюминиевых конструкций и ухудшает их устойчивость, а падение прочностных свойств алюминиевых сплавов при температуре 300 °С снижает огнестойкость. Алюминий: + плотность почти в 3 раза меньше, чем у стали при относительно высокой прочности, повышенная стойкость против коррозии, сохранение высоких упругопластических свойств при низких температурах. - повышенная деформативность, низкая огнестойкость. Прочность металла при статическом нагружении, а также его упругие и пластические свойства определяют- ся испытанием стандартных образцов (прямоугольного или круглого сечения) на растяжение с записью диа- граммы зависимости между напряжением σ и eотносительным удлинением Основными прочностными характеристиками и иsметалла являются временное сопротивление у.sпредел текучести и - это наибольшееs Временное сопротивление Ø условное напряжение в процессе разрушения образца (предельная разрушающая нагрузка, отнесенная к первоначальной площади поперечного сечения). у - напряжение, при которомs Предел текучести Ø деформации образца растут без изменения нагрузки и образуется площадка текучести - металл «течет». Для металлов, не имеющих площадки текучести, 02, т.е. такое s определяется условный предел текучести напряжение, при котором остаточное относительное удлинение достигает 0,2 %.
|
|
|
5.. Достоинства и недостатки металлоконструкций:
Достоинства: Надежность; Легкость Долговечность. Индустриальность; Газо-, водонепроницаемость; Экономия металла; Транспортабельность; Технологичность; Скоростной монтаж;
Недостатки: Коррозия (сталь, алюминий, чугун); Низкая огнестойкость;- Снижение пластических свойств при низких- температурах
|
|
|
